OLED柔性显示的一些关键工艺如柔性衬底材

 OLED的独特之处在于其能够实现柔性可弯曲。然而,由于液晶显示中的背光单元结构和液晶控制电路之间的微小空间结构,现有的基于OLED的液晶显示很难实现真正的弯曲。

   目前,OLED显示器的成熟产品主要有两种类型,包括硬质平面型和固定曲率型。所谓的硬质平面型,通常都是由两片刚性玻璃构成,一片是包含控制电路和OLED器件的,另一个是集成触摸板功能。两片玻璃通过激光焊接工艺集成一体。
   而所谓的固定曲率型是基于柔性OLED技术,在柔性基板依次制备控制电路、OLED器件和薄膜封装层,并将所制备的柔性LED器件压合在固定曲率的玻璃基底上,从而得到具有一定弯曲的OLED器件。
   虽然OELD器件本身可可以弯曲,但最终产品本身不能实现弯曲和折叠,这也限制了消费者根据自己的使用需求来进行个性化体验和定制。


   柔性衬底材料:柔性和刚性OLED器件的最大区别并非是功能材料,而是衬底材料。刚性OLED通常采用玻璃作为衬底材料,而柔性OLED则使用塑料基底作为柔性衬底。目前衬底材料的筛选需要考虑的因素包括热承受温度和耐水氧穿透特性,以及膨胀特性等。


   柔性基底的耐温特性通常与OLED的制备工艺相关,在OLED器件制备工艺中,包括半导体层和有机功能层多采用热蒸镀工艺来制备,工艺温度高于400℃。普通的塑料衬底在这个温度难以保持稳定。
   目前,聚酰亚胺(PI)能够实现更好的耐热性和稳定性,因此广泛作为OLED的柔性显示衬底材料。然而,普通的聚酰亚胺材料呈现出透明黄色,这限制了底部发光OLED中的应用。针对这个问题,目前市场已经有透明聚酰亚胺材料可以规避这个问题。
   此外,聚酰亚胺的另一个缺点,而这也是所有聚合物材料所面临的问题,即为较高的水蒸气传输速率(WVTR)。较高的水分传输速率意味着水分将通过聚合物层以破坏TFT特性,甚至降低OLED性能。
   通常无机材料具有较低的传输速率,然而刚性结构难以适用于柔性OLED器件。近期的研究表明,通过制备聚合物/纳米无机的多层叠层结构可以极大改善纯聚合物材料的水汽传输特性,并且能够保持柔性可弯半导体制程工艺:传统的玻璃衬底能够承受最高800℃的工艺温度。然而,由于柔性PI衬底材料的耐温特性有限,只能承受小于450℃的热蒸发制备工艺,而这对OLED器件的半导体制备工艺提出了极大的考验。
   目前的制备工艺主要采用蒸镀方式实现功能层制备。首先,将一层聚酰亚胺浆料涂覆在载体玻璃上并固化作为柔性衬底,进行低温半导体工艺制备。在半导体电路制备完成后,然后进行OLED功能层制备,将其从玻璃上剥离。
   在玻璃基板上具有高退火温度,在柔性基板上具有低退火温度。结果表明,TFT在柔性基板上具有较低的退火温度,具有较小的导通电流,较大的截止电流和较低的迁移率。并且Ion/Ioff比率约为玻璃基板上的高退火温度的五分之一。

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